JPS62261511A - 高速重荷重用空気入りラジアルタイヤ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は、航空機用ラジアルタイヤを典型例とする、
一般的には高速、富荷重用空気入りラジアルタイヤにお
ける、高速耐久性と摩耗ライフの両立的な向上のもと、
とくに航空機のタクシ−走行の際におけるような、比較
的低速高荷重走行で問題となるビード部耐久力の改善を
実現するビード部構造の改良を提案しようとするもので
ある。

（従来の技術） ラジアルタイヤは、互いに交差するコード配列とした複
数層のベルトによってトレッド部強化に供するを例とす
ることろ、航空機用タイヤ車輪として使用される際、シ
ョルダ一部付近にてトレッド部の円周に沿うベルト張力
の不足により、しばしば高速走行中にいわゆるスタンデ
ィングウェーブが発生しタイヤの耐久性を著しく低下さ
せるきらいにある。

特公昭５７−２０１７０１号、同２０１７０２号各公報
においては、このような問題に関して、トレッド部の円
周に対し３０”以下の傾斜配列のコードよりなる複数層
のベルトにつき、タイヤの放射断面におけるベルトの側
方部にて、その中央部に比し伸展性のより高いコード材
を用いるとともに、タイヤの内圧充てんによってショル
ダ一部の成長を太き（促すようなカーカスラインを深川
すること、また特公昭５７−２０１７０４号公報には、
伸展性と加硫中の熱作用による熱収縮性をもちタイヤの
赤道に対し平行な配列のコードで形成した複数層のベル
トをもつグリーンタイヤを、放射方向の外側に向かって
凹形形状のモールド中で加硫することが、それぞれ開示
されていて、何れも航空機の離着陸時相当の高速走行に
対するタイヤの耐久性確保に有効とは云え、何れの場合
もトレッドゴムが伸展された状態で使用されるが、故に
航空機のランディングの際に著しく摩滅して摩耗ライフ
の低下という問題を残している。

また、一般に航空機用タイヤは、高内圧、高荷重条件下
において使用されるため、とくにラジアルタイヤの場合
は、大荷重を受けて転勤する際に、タイヤのショルダ一
部とビード部とに歪が集中し、その結果、温度上昇と高
たわみ繰り返し変形とにより、故障を頻発する傾向が著
しい。

ところが、これらの問題を有効適切に解決するための手
段は、従来の航空機用タイヤの開発において未だその例
を見ない。

（発明が解決しようとする問題点） 航空機用ラジアルタイヤの高速走行中におけるスタンデ
ィングウェーブの発生を、摩耗ライフの低下を招くこと
なく有効に抑制することに加えてビード部耐久性の向上
を同時に満たす、と−ド部構造の組み合わせを与える事
が、この発明の目的である。

（問題点を解決するための手段） この発明は互いに平行配列をなす有機繊維コードをタイ
ヤの赤道面に対し７５〜９０″のコード角にて積層した
複数ブライよりなり、少なくともｌプライは一対のビー
ドコアーのまわりでタイヤの内方から外方へ巻返した、
折返し部を有するトロイド状のカーカス、このカーカス
のクラウン部をタイヤの赤道と実質上平行に取巻く、破
断伸びの２５％伸長時弾性率１５００ｋｇｆ／ｃ−以上
、破断前伸び８％以下の高弾性率低伸度コードの層を、
２層以上積層したベルト及びカーカスとその折返し部と
の間のビードコア上にてそれぞれ三角形に近い断面輪郭
をなして１辺を共有し全体としても三角形に似た断面形
状を呈する、硬、軟２種のゴムストックの積層配置にな
るステイフナを補強としてそなえる空気入りラジアルタ
イヤにおいて、ビードコアの上面と折返し部に向かい合
ったカーカスの外面とに断面輪郭の２辺で接する上記硬
ゴムストックは、上記カーカスの外面とこれに合う折返
しの内面とにやはり断面輪郭の２辺で接して硬ゴムスト
ックに隣接する軟ゴムストックに対し、１０〜７０％の
範囲の断面積を有し、かつ３〜６倍の１００％伸長時モ
ジュラスをもち、しかも加硫後の常温状態で測定される
両ゴムストックの損失正接がそれぞれ０．２５以下と、
０．１５以下とであるものとしたことを特徴とするもの
である。

トロイド状のカーカスを構成する有機繊維コードとして
はすでに知られている脂肪族ポリアミド繊維の如きによ
る撚りコードを、互いに平行な配列で１５〜２０本／２
５龍程度の打込み密度にてゴム被覆し、タイヤの赤道面
に対し７５〜９０°のコート角にて積層し、カーカスプ
ライとして用いる。またベルトのコード層はケプラーと
一般に呼び慣わされている芳香族ポリアミド繊維による
ような、高弾性低伸度コードを、互いに平行な配列で１
２〜１５零／２５鶴程度の打込み密度にてゴム被覆しタ
イヤの赤道と実質上平行な配列で用いる。

既に知られている上記のようなベルトをショルダ一部と
きにはバットレス部にまで延長して配置し、高い円周張
力を充分に確保することにより、高速走行時におけるト
レッドの蹴り出し部付近において荷重によるたわみ変形
の速やかな回復と振動の減衰を促し、もってスタンディ
ングウェーブの発生を遅らせる作用をもたらし、ひいて
はベルトの耐久レベル向上に大きく貢献させることがで
きる。

とくにカーカスのクラウン部をタイヤの赤道と実質上平
行に取巻く破断のびの２５％伸長時弾性率１５００ｋｇ
ｆ／ｃｄ以上破断伸び８％以下の高弾性率低伸度コード
を用いたベルト補強により、タイヤの空気充填時、重負
荷時及び高速転勤時を通じトレッドゴムが実質的に伸展
しなくなるので航空機のランディグおよびティクオフ、
さらには重荷重タクシ−走行の際にも、トレッドの耐摩
耗性能にすぐれた効果を生む。

一方、荷重を受けて転勤中の重荷重用ラジアルタイヤの
ビード部には一般に、リムフランジ上、荷重直下にて過
大な曲げ力によるたわみのばか踏み込み部、蹴り出し部
における反力（ラジアルタイヤに特有な偏心変形下にお
ける）に伴うせん断変形の影響を受け、これらがと−ド
部内で複雑な応ノコ・歪の非常な増大をもたらして、ゴ
ムの粘弾性作用下における内部発熱を促し、致命的な温
度上昇となって故障に至る場合が極めて多い。

この点の故障状況の観察と変形状態の解析によれば、カ
ーカスの折返し端、又はカーカスにより取囲まれるビー
ドコア上の三角形状区域の、ビードコアから最も離れた
ステイフナ−の頂点付近にて、故障が多発する。このよ
うな故障はせん断歪の集中によることが確認された。

このせん断歪はチェーファ−を加えたりカーカス形状を
変化させるなどビード部の構造のみを単に変化させても
なくすことは不可能であって、ビードコア周辺のカーカ
スの動きに極めて大きな影響を受ける。この点、更に詳
しい観察により、タイヤの内側のカーカスの動きに正の
相関関係があることがわかった。

このようなせん断歪の集中を低減するためには、カーカ
スとその折返し及びビードコアとに囲まれる区域内で歪
を吸収させることと、タイヤ内側のカーカスの動きを小
さくすることとが重要である。

さて第１図に、この発明に従いとくにカーカスとその折
返し部及びビードコアとに囲まれる区域内に生起される
せん断歪の有利な吸収に役立つように、改良したビード
部構造の具体例を図解した。

図中１はカーカス、２はベルト、３はビードコア、モし
て４は硬ゴムストック、５は軟ゴムストックであり、６
はトレッドゴムであり、７はビードコアの被覆ゴムであ
る。

カーカス１はこの例でビードコアのまわりをタイヤの内
側から外側へ巻返した３枚のターンナツププライｌ＾と
、その折返し部８の外側に沿ってビードトウに向いそこ
で端止めした２枚のダウンプライ１Ｂとからなるアンプ
ダウン積層になり、各プライのコード端ＬＡ＋””ＩＡ
ｓ、ＩＢｔ、ＩＢｚは何れも図のようなステップ慣例に
従ってつける。

また第２図には、第１図に示したダウンプライＩｌｌを
省略してターンナツププライＩＡのみからなる場合の例
を、コード端１＾１〜ＩＡｓのステップをカーカスｌに
向かい合わせとなるように変形した例を示した。

何れの場合も折返し部８はカーカス１の外側面に密接し
て、それらの間にビードコア上に硬コムストック４と軟
ゴムストック５とにより全体として三角形に（以た断面
形状を呈するステイフナ−９を包み込んだビード部補強
を形成する。

この種のタイプのビード部補強ではとくに、航空機のタ
クシ走行の際のような高荷重下の比較的低速なタイヤの
転勤時に、折返し部８がカーカスｌと接し始める領域Ｅ
において図中矢印αで示したようなせん断応力に由来し
た歪が集中してそれが故障原因となるのでビード部耐久
性の劣化を来たし易い。

一方第３図には、第２図と同様にターンナツププライＩ
Ａのみからなる折返し部８のコード端ＬＡ、。

ＩＡｚが、カーカス１の外側面から離れて位置する場合
の例を、とくにこの折返し部８をその内側と外側とで挟
むビードチェーファ−１０，〜１０４と併用する要領と
ともに示し、このような外側チェーファ−１０，〜１０
４については第１図、第２図の場合にも適合するのは云
うまでもない。

（作　用） 第１図に示したところにおいてベルト２がカーカスｌに
近い方より数えて第１層ではトレッド６の接地幅よりも
充分に広い幅から順次第６層に至るまでに幅を漸減させ
る積層配置をなし、各層のコードをカーカス１のクラウ
ン部のまわりでタイヤの赤道と実質上平行に取巻（配列
とした、破断伸びの２５％伸長時弾性率１５００ｋｇｆ
／ｃｎ１以上、破断前伸び８％以下の高弾性率伸度の物
性を有するものとすることによって、航空機のランディ
ング、ティクオフ、さらには高荷重下のタクシ走行など
を通して、トレッドの耐摩耗性能が、高速走行中におけ
るスタンディングウェーブの発生なしに、著しく改善さ
れる。

ベルト２に使用するコードの物性がトレッドの耐摩耗性
に及ぼす影響を調査した結果の１例を次表に示す。

なおこの調査で供試タイヤは、ベルト破壊に至る水圧破
壊強度は同等になるように設定した。

次にカーカスｌとその折返し部８との間でビードコア３
上にそれぞれ三角形に近い断面輪郭をなして１辺を供有
し全体としても三角形に似た断面形状を呈する積層配置
とされるステイフナ９は、第４図にその１例を示したよ
うに、硬ゴムストック４′が、ビードコア３の上面とこ
れに隣接する折返し部８のつけ根との断面輪郭の２辺で
接し、残余域について軟ゴムストック５′を充当するよ
うにされた場合、カーカスｌのビードコア付近での変形
抑制が不充分となっていたのに対しこの発明ではとくに
、ビードコア３の内側でこれに巻付ける手前で周囲のカ
ーカス動きを抑制するため、硬ゴムストック４の三角形
断面輪郭の１辺をビードコア３に巻付ける手前でカーカ
ス１に沿わせて配置し、その１００％伸長時モジュラス
は１００〜１５０ｋｇ　ｆ　／　ｃＬＩＩ程度でビード
コア３の周囲を包囲するゴムとほぼ同等とし、軟ゴムス
トック５のそれより高く設定する必要がある。一方、第
３図の如き折返し部８のコード端部あるいは第１図、第
２図の如くビードコア直上のステイフナ−９がカーカス
によって完全に包絡される場合はビードコア３から最も
離れた三角形断面輪郭の頂点Ｅ付近におけるせん断歪を
効果的に減少させるため、これらの部分には、硬ゴムス
トック４に比し１００％伸長時モジュラスを低く設定し
た軟ゴムストック５を用いなくてはならない。

なお、硬ゴムストック４の三角形断面輪郭におけるいず
れの１辺も、ビードコア３に巻返したカーカス１の巻き
つけ後の折返し部８には沿わないように配置すべきであ
ってこれは折返し部８のコード端あるいは、ビードコア
直上にてステイフナ−９がカーカス１とその折返し部８
によって包絡された場合の頂点已に至るまでのカーカス
の動きを、カーカスｌの動きを阻止するのとは逆に柔軟
性に冨む様にして故障部分に集中する歪をその放射方向
下方区域に好ましく分散緩和させるためである。

以上述べた手段は転勤時にビード内部に発生する熱量を
著しく減少させ、ビード耐久力の向上への貢献が極めて
大である。軟ゴムストック５と硬ゴムストック４の放射
断面における面積比率及び１００％伸長時モジュラス比
は、前記ビードコア３に巻付ける手前側のカーカス動き
抑制と、カーカス折返し端あるいは三角形断面輪郭の頂
点の歪集中の緩和と、それぞれ異なる考え方に鑑みて、
適切に設定された場合にビード耐久力の飛躍向上という
具体的効果を生む事が可能である。ここに硬ゴムストッ
ク４の断面積は軟ゴムストック５の断面積の１０〜７０
％硬ゴムストック４の１００％伸長時モジュラスは、軟
ゴムストックの３〜６倍の範囲内にある事が必須である
。モジュラスの比率が６倍をこえると硬軟両ゴムストッ
クの境界面における応力集中をもたらし、ビード耐久力
にマイナス方向を及ぼす。

表２は、上記の数値範囲の根拠となる検討結果を示す。

ビード耐久性の値は指数であり、規定内圧、規定荷重に
おけるビード部故障に至るまでのドラム走行（毎時１０
マイル）距離を同一サイズのバイアスタイヤの値を１０
０として表わした。同表においてａ）、　ｄ）、　ｅ）
、　ｇ）、ｈ）は比較例を示す。

以上のビード耐久性に及ぼす効果は、更に直接的に、硬
ゴムストックおよび軟ゴムストックの加硫後の損失正接
をそれぞれ０．２５以下、０．１５以下にする事により
更に拡大することができる。

表３は表２　ｂ）の場合につき、岩本製作所スペクトロ
メーターによる初期歪５％、周波数５０１１ｚ。

動歪２％の常温、大気圧状態での粘弾性試験条件下で種
々の加硫後のゴムのｌ置火正接を変化させたときにおけ
るビード耐久性の検討結果を示す。

（実施例） ）１４６Ｘ１８．０−２０サイズの航空機用タイヤに用
いたベルト及びビード部補強構造を第１図に示し、この
タイヤは５枚のカーカスプライ１を含み、これらの両端
には、左右に一対存在するビードコア３にうち３枚はタ
イヤの内側より、２枚は外側よりそれぞれ巻きつけられ
ている。タイヤのトレッド６の中には、６枚構成のベル
ト２が配置されている。

カーカス１のプライには１８９０ｄ／３の脂肪族ポリア
ミドコード、ベルト２には３０００ｄ／３の芳香族ポリ
アミドコードを使用している。

ビードコア３の直上のステイフナ−９はこの実施例の場
合カーカスｌのプライにより完全に閉じて包囲され、ビ
ードコア３を包囲するゴム７に底辺を接してカーカス１
に沿う斜辺を持つ三角状硬ゴムストック４と、その放射
方向外側に位置して硬ゴムストック４の隣接する１辺、
放射軸側カーカスに沿う他の１辺、及びカーカス１に折
返し部８に沿う残りの１辺とから成り、頂点の１つをス
テイフナ−９と合致させた三角状の軟ゴムスト・ツク５
とより構成されている。硬ゴムストック４、軟ゴムスト
ック５の１００％伸長時モジュラスはそれぞれ１２０　
ｋｇ／　ｃｔｌ、２６ｋｇ／　Ｃ１４で、また損失正接
はそれぞれ０．２０．０．１２に設定されている。

第１図に示す実施例のほかにも第２図、第３図に示すビ
ード部補強構造も好ましい。第２図、第３図においては
カーカス１は３又は２プライからなり、タイヤの内側か
ら外側へビードコア３に巻きつけられている。カーカス
プライには、３０００ｄ／３の芳香族ボリア″ミドコー
ドを使用した。第３図はとくに、と−ド直上のステイフ
ナ−区域が、カーカスにより完全に閉じて包囲されてい
ない場合の実施例でこの場合もこの発明の主旨に適合す
る。

第３図に示したことろにおいてチェーファ−を４枚以上
を用いそのうち少なくとも１枚は比較的弾性の高い芳香
族ポリアミドのようなコードよりなるシートと残りは、
有機繊維を用いすべて互いに交差するような構造にする
と良い。

（発明の効果） ショルダ一部ないしドツトレス部におけるベルトの配置
により、航空機の離陸時に相′当する高速耐久性が保証
されると同時にそのベルトとして高弾性低伸度の特性を
有するコードを用いることによりトレッドゴムの航空機
の着陸時重荷重タクシ−走行時などにおける摩耗ライフ
を大巾に向上することができると同時に、ビード構造に
つき、ステイフナ−を硬ゴムストックと軟ゴムストック
に区分してそれぞれ°の幾何学的配置関係、モジュラス
の比率、損失正接の範囲を規定することにより、カーカ
スの有効な制御作用を最大限に利用して、ビード耐久性
が飛躍的に改善される。この発明は重荷重・高速使用を
特徴とする特に航空機用ラジアルタイヤにおいて、トレ
ッド部における高摩耗ライフと充分な高速耐久性並びに
ビード部の高耐久性を同時に満足するほか、コードに有
機繊維を用いることにより、同一安全率で設計したスチ
ールコードを用いた補強体に対し、重量を大きく軽減で
き、これは航空機全体の軽量化ひいては燃費の節減など
経済性に著しく寄与する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明のタイヤの断面図、 第２図、第３図は別の実施例の断面図、第４図は比較タ
イヤの断面図である。 １・・・カーカス　　　　　２・・・ベルト３・・・ビ
ードコア　　　　４・・・硬ゴムストック５・・・軟ゴ
ムスト・ツク　　６・・・トレッド７・・・ビードコア
を包囲するゴム ８・・・折返し部　　　　　９・・・、ステイフナ−１
０・・・クッションゴム

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、互いに平行配列をなす有機繊維コードをタイヤの赤
   道面に対し７５〜９０°のコード角にて積層した複数プ
   ライよりなり、少なくとも１プライは一対のビードコア
   ーのまわりでタイヤの内方から外方へ巻返した、折返し
   部を有するトロイド状のカーカス、 このカーカスのクラウン部をタイヤの赤道と実質上平行
   に取巻く、破断伸びの２５％伸長時弾性率１５００ｋｇ
   ｆ／ｃｍ＾２以上、破断前伸び８％以下の高弾性率低伸
   度コードの層を、２層以上積層したベルト及び カーカスとその折返し部との間のビードコア上にてそれ
   ぞれ三角形に近い断面輪郭をなして１辺を共有し全体と
   しても三角形に似た断面形状を呈する、硬、軟２種のゴ
   ムストックの積層配置になるスティフナを補強としてそ
   なえる空気入りラジアルタイヤにおいて、 ビードコアの上面と折返し部に向かい合ったカーカスの
   外面とに断面輪郭の２辺で接する上記硬ゴムストックは
   、上記カーカスの外面とこれに合う折返しの内面とにや
   はり断面輪郭の２辺で接して硬ゴムストックに隣接する
   軟ゴムストックに対し、１０〜７０％の範囲の断面積を
   有し、かつ３〜６倍の１００％伸長時モジュラスをもち
   、しかも加硫後の常温状態で測定される両ゴムストック
   の損失正接がそれぞれ０．２５以下と、０．１５以下と
   であるものとした ことを特徴とする高速重荷重用空気入りラジアルタイヤ
   。